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反刍动物甲烷的产生,是饲粮能量损失的一部分,同时也会对环境造成影响。目前有许多关于甲烷减排的措施,但有些措施涉及到抗生素残留或饲料消化率降低问题,有必要探讨一种在不影响饲料消化率的前提下,降低甲烷的产生。本研究通过体外发酵试验,研究壳聚糖和外源纤维素酶对瘤胃发酵、甲烷产生及微生物区系的影响,旨在探讨壳聚糖和纤维素酶调控瘤胃代谢的机理,为壳聚糖和纤维素酶在生产实践中应用提供理论依据。试验一添加壳聚糖对瘤胃发酵、甲烷产生及微生物区系的影响。试验采用体外发酵试验,3×4因子设计,试验因素分别为精粗比(20:80、50:50和80:20)和壳聚糖水平(0、40、80和120mg/g DM底物)。结果显示,在三种精粗比条件下,壳聚糖均显著提高瘤胃pH(P<0.05),且随壳聚糖添加水平的增加而上升;添加壳聚糖减少总产气量和甲烷产生,降低体外干物质消失率(IVDMD)和纤维素酶活(P<0.05)。精粗比20:80和50:50时,添加壳聚糖显著增加丙酸摩尔比例(P<0.01),降低乙丙比(P<0.05),而对乙酸、丁酸的摩尔比例无影响,对总挥发性脂肪酸(VFA)浓度和氨态氮浓度无影响(P>0.05)。精粗比80:20时,添加壳聚糖显著增加瘤胃氨态氮浓度、丁酸、戊酸和支链挥发性脂肪酸(BCVFA)摩尔比例(P<0.05),降低乙酸摩尔比例(P<0.05),而对丙酸摩尔比例无影响(P>0.05)。壳聚糖显著增加产琥珀酸丝状杆菌的数量(P<0.05),但对总细菌、原虫和厌氧真菌无影响。研究表明,添加壳聚糖减少甲烷的产生,提高丙酸摩尔比例,降低乙丙比,使瘤胃维持一个较高水平的pH,且壳聚糖对瘤胃发酵模式的作用效果受发酵底物精粗比的影响。试验二外源纤维素酶对瘤胃发酵、干物质降解率和微生物区系的影响。本试验研究三种精粗比(20:80、50:50和80:20)饲粮条件下,添加外源纤维素酶对瘤胃发酵的影响,四个纤维素酶添加水平(0、40、80和120U/g DM)。结果显示,发酵24h后,纤维素酶显著增加总产气量、甲烷产生量、IVDMD和总VFA浓度(P<0.05),降低瘤胃液pH(P<0.05)。精粗比20:80和50:50饲粮中,纤维素酶增加丙酸的摩尔比例(P<0.05),降低乙丙比(P<0.05),但在精粗比80:20饲粮条件下,没有发现类似的结果。精粗比20:80饲粮中,添加纤维素酶显著增加产琥珀酸丝状杆菌和甲烷菌的数量(P<0.05),但在精粗比50:50和80:20饲粮中,添加纤维素酶对微生物区系的影响不显著。研究表明,纤维素酶提高干物质的降解率,改变瘤胃发酵的模式,对瘤胃发酵的作用效果受底物精粗比的影响。精粗比20:80和50:50的饲粮中添加纤维素酶作用效果比精粗比80:20时更明显。试验三半纤维素酶对干物质降解率、瘤胃发酵和微生物区系的影响。本研究旨在探讨半纤维素酶对瘤胃发酵的影响,试验采用3×4双因素设计,三种精粗比(20:80、50:50和80:20)饲粮条件下,半纤维素酶添加分为四个水平(0、40、80和120U/g DM底物)。结果显示,发酵24h后,添加半纤维素酶显著增加IVDMD、总产气量和甲烷产生量(P<0.05),降低瘤胃pH和NH3-N的浓度(P<0.05)。添加半纤维素酶显著增加总VFA浓度(P<0.05),不影响乙酸、丁酸和戊酸的摩尔比例(P>0.05),但增加了丙酸的摩尔比例(P<0.05),降低BCVFA摩尔比例和乙丙比(P<0.05)。添加半纤维素酶降低了原虫数量(P<0.05),增加了甲烷菌数量(P<0.05),而对总细菌、产琥珀酸丝状杆菌和厌氧真菌无影响(P>0.05)。研究表明,添加半纤维素酶提高IVDMD,增加总VFA浓度,改善了瘤胃发酵。试验四壳聚糖与纤维素酶及其混合物对瘤胃发酵、甲烷产生及微生物区系的影响。本试验探讨壳聚糖、纤维素酶及其混合物对瘤胃发酵的影响,试验设计为:空白对照组,壳聚糖(80mg/g DM底物),纤维素酶(80U/g DM底物),混合物处理组(纤维素酶80U/g DM底物+壳聚糖80mg/g DM底物)。结果显示,发酵培养24h后,纤维素酶处理组和混合处理组显著增加总产气量、IVDMD和总VFA浓度(P<0.05)。与纤维素酶处理组相比,混合处理组降低甲烷产生量、CH4/VFA和乙丙比(P<0.05)。与对照处理组相比,壳聚糖处理组降低IVDMD、甲烷产生量和总VFA浓度(P<0.05)。与其它三组相比,混合处理组具有较低的CH4/VFA和最低的乙丙比,并显著增加产琥珀酸丝状杆菌的数量(P<0.05)。研究表明,混合处理组提高IVDMD,降低CH4/VFA,具有最高的丙酸摩尔比例,最低的乙丙比,有益于瘤胃发酵,比单独添加纤维素酶或壳聚糖,更能兼顾到瘤胃干物质降解率、甲烷的产生和瘤胃的发酵模式。各处理组对瘤胃发酵的影响依赖于饲粮的精粗比。总之,饲粮中添加壳聚糖可减少甲烷的产生,改变瘤胃发酵模式;添加纤维素酶提高瘤胃中粗饲料的消化,促进瘤胃发酵;壳聚糖与纤维素酶配合使用,在不降低干物质消化率的前提下,减少甲烷的产生,更有益于瘤胃的发酵,提高能量的利用率。